1、 電子技術(下)課程設計題目名稱：多功能電子時鐘的設計院系名稱：電子信息學院班 級：測控092學 號：學生姓名：指導教師： 2011年12月目 錄中文摘要 iabstract. ii任務書 iii目錄第一章 緒論1第二章 總體方案設計2 2.1 實驗目的22.2 設計內容22.3 基本原理原理2第三章 單元模塊設計.33.1 脈沖產生及分頻電路電路設計及元器件選擇.3 3.1.1脈沖產生及分頻電路電路.3 3.1.2元器件的選擇.33.2 秒分時電路的設計及器件選擇43.2.1 秒分時電路的設計43.2.2 元器件的選擇53.3 譯碼顯示電路63.4 校時校分電路6第四章 電子時鐘的調試與功能

2、.7第五章 設計總結.8附錄一：元器件清單. .9附錄二：工具清單.9附錄三：主要元器件的引腳圖和功能表.10附錄四： protel作圖.12附錄五：面包板連接圖.13 摘要電子時鐘從原理上講是一種典型的數字電路，其中包括了組合邏輯和時序電路。多功能電子時鐘基本部分包括脈沖產生電路，分頻電路，計數電路，譯碼電路，數碼管顯示電路。具體實現為：用石英晶體振蕩器產生標準的1秒的標準的秒信號，60秒為一分；同樣設計，60分為一小時，并以24小時為一計時周期；各自引到顯示器能顯示時分秒，具有校時，校分，校秒功能。通過調試和測量，完成了題目的基本部分和其中一個發揮部分。關鍵詞：分頻；計數；譯碼；顯示abs

3、tracta electronic clock from principle speaking is a kind of typical circuit ,including combination logic and sequential circuits .the basic parts of multifunctional electronic clock include pulse circuit , frequency dividing circuit ,counting circuit, decoding circuit, digital display circuit.the s

4、pecial implementation are: quartz crystal oscillator produces a standard one second signal, and every sixty seconds is equal to one minute. by the same way every sixty minutes is equal to one hour, every twenty-four hours is equal to one day, thus forming a circle. link them to the digital tube to s

5、how the time. and the design electronic clock has the function of setting hour, setting minute .by debugging and measuring , we compete the basic part and one of the exertive parts . key words: frequency division ; count ; decode; show 中 原 工 學 院電子技術(下)課程設計任務書姓名馮坤學號200900454224學院電子信息學院班級測控092題 目多功能電子

6、時鐘的設計設計任務1、基本部分1)、由振蕩電路產生秒脈沖信號；2)、經分頻電路、計數電路、譯碼電路，由數碼管顯示；3)、秒和分電路為60進制，小時電路為24進制；2、發揮部分1)、可以增加校正電路，對秒、分、小時進行校對；2)、可以增加報時電路，整點前進行“四低一高”報時；時間進度總體時間為1周；星期一上午：講解；星期一下午：理解電路原理；星期二上午：發放元器件和工具，設計電路和連線；星期四上午：驗收電路；星期日之前：上交課程設計報告；主要參考文獻1 康華光。電子技術基礎 數字部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2006；2 康華光。電子技術基礎 模擬部分(第五版)。北京：高等教育出版社，2

7、006；3 電子技術(下)實驗指導書，中原工學院電子技術課程組 自編，2011；第一章 緒論隨著電子技術的不斷發展，數字電子技術在設計中所體現出來的優勢越來越明顯，它不僅是電子信息類專業的一個重要部分，而且在其它類專業工程中也是不可缺少的。報警電路、時序控制電路作為子系統的應用，發展更是迅速，已成為新一代一些電子設備不可缺少的核心部件，其現實生活中的運用也是非常普遍和廣泛。數字鐘是一個將“ 時”，“分”，“秒”顯示于人的視覺器官的計時裝置。它的計時周期為24小時，顯示滿刻度為23時59分59秒，另外應有校時功能和、報時、整體清零等附加功能。干電路系統由秒信號發生器、時、分、秒計數器，

8、譯碼器及顯示器，校時電路，整體清零電路，整點報時電路組成。秒信號產生器是整個系統的時基信號，它直接決定計時系統的精度，一般用石英晶體振蕩器加分頻器來實現。秒信號產生器將標準秒信號送入“秒計數器”，“秒計數器”采用60進制計數器，每累計60秒發出一個“分脈沖”信號，該信號將作為“分計數器”的時鐘脈沖。“分計數器”也采用60進制計數器，每累計60分鐘，發出一個“時脈沖”信號，該信號將被送到“時計數器”。“時計數器”采用24進制計時器，可實現對一天24小時的累計。計數器用的是cc4518。譯碼顯示電路將“時”、“分”、“秒”計數器的輸出狀態送到七段顯示譯碼器譯碼，通過六位led七段顯示器顯示出來。集

9、成數字電子計時器的設計過程中，組成其電路的核心部分是幾個電路的設計以其幾種芯片功能應用，其中主要包括：脈沖產生電路，分頻電路，計數電路，譯碼電路，校時電路，顯示電路等。電子技術的發展促使這些電路被廣泛的應用到一系列電子設備當中，時序控制電路也成為數字電子電路設計和制作過程中不可缺少的部分，并且設計簡單，易于操作，可靠性好的優點。對多功能電子時鐘的設計的目的是為了更好的掌握幾種芯片的工作原理，學會其電路的設計與主要性能參數測量方法以及掌握電子線路系統的裝試和調試技術。本次設計分為四個主要步驟：一 ：構思和設計分頻電路，校時電路和譯碼電路。二：根據設計要求和選擇的電路通過計算選擇元器件和參數，并準

10、確無誤的設計好要設計的電路原理圖。三：在面包板上根據設計電路原理進行元器件的電路安裝和精細的調試。四：在安裝好的電路板上進行時鐘功能的測試。在此次課程設計的編寫過程中參考了康華光 電子技術基礎 數字部分（第五版），電子技術（下）實驗指導書 中原工學院電子技術課程組自編。在編寫此次課程設計報告的過程中由于本人的水平有限，在設計的過程中難免出現缺點和不足之處，還請老師批評和指正。第二章 總體方案設計2.1設計目的通過本課程設計，使學生鞏固和加強“數字電子技術”課程的理論知識；掌握電子電路的一般設計方法，并了解電子產品研究開發過程；基本掌握電子電路安裝和調試的方法，培養獨立分析問題和解決問題的能力以

11、及創新能力和創新思維,此次設計數字電子鐘就是為了了解數字電子鐘的原理，掌握數字鐘的設計方法，熟悉集成電路的使用方法。從而學會制作數字電子鐘。而且通過數字電子鐘的制作進一步的了解各種在制作中用到的中小規模集成電路的作用及實用方法。2.2 設計內容·基本部分：1、由振蕩電路產生標準秒脈沖信號； 2、經分頻電路、計數電路、譯碼電路后由數碼管顯示數字； 3、秒和分為60進制，小時為24進制；·發揮部分：1）可以增加日期電路，周為七進制； 2）可以增加校時電路，對秒分時進行校對； 3）可以增加報時電路，在整點之前進行“四低一高”報時；2.3 基本原理說明多功能電子時鐘實際上是一個標準

12、頻率（1hz）進行計數的計數電路。多功能電子時鐘是采用數字電路實現“時”、“分”、“秒”數字顯示的計時裝置。具體實現為：用石英晶體振蕩器或555振蕩器產生1秒的標準“秒”信號；設計60進制計數器，即60秒累計為一分；同樣設計，60分為1小時，并以24小時為一計時周期；各自引到顯示器能顯示“時”、“分”、“秒”；具有整點報時功能，要求報時聲音四低一高，最后一響為整點；由于計數的起始時間不可能與標準時間（北京時間）一致，故需在電路上加一個校時電路，同時標準的1hz時間信號必須做到標準穩定。如果數字時鐘走時有誤差，應有校時電路校正；通過本課程設計，使學生鞏固和加強“數字電子技術”課程的理論知識；掌握

13、電子電路的一般設計方法，并了解電子產品研究開發過程；基本掌握電子電路安裝和調試的方法，培養獨立分析問題和解決問題的能力以及創新能力和創新思維。通常使用石英晶體振蕩器電路或555定時器構成多功能電子時鐘.下圖所示為多功能電子時鐘的一般構成框圖。 譯碼顯示器 時計數器分計數器秒計數器校 時電 路報 時 電 路振蕩器多 級 分頻器第三章 單元模塊設計3.1脈沖產生及分頻電路電路設計及元器件選擇3.11 脈沖產生及分頻電路電路秒信號發生器主要有晶體振蕩器和分頻器電路組成。(1) 晶體振蕩器電路晶體振蕩器電路給數字電路提供一個頻率穩定準確的32768hz的方波信號，可保證數字電子鐘的走時準確及穩定。 (

14、2) 分頻器電路分頻器電路將32768hz的高頻方波信號經32768（215）次分頻后得到1hz的方波信號供秒計數器進行計數。分頻器實際上也是計數器。分頻器主要是由cc4060和觸發器組成.cc4060與74hc74的連接3.12元器件的選擇脈沖產生電路：電容選擇27pf,石英晶體振蕩器電阻 22mcc4060分頻電路：選擇邏輯器件雙d觸發器74hc74 3.2秒分時電路的設計及器件選擇3.21秒分時電路的設計時間計數單元有“時”計數、“分”計數、“秒”計數三個部分組成。“ 分”計數和“秒”計數單元為60進制計數器，需要兩位十進制計數器，可以先級聯100進制，再找出歸零信號實現60進制。可以直

15、接用歸零信號作為“秒”向“分”或者“分”向“時”的進位信息。“時”計數單元應為24進制計數器。秒計數電路的連接如下 分計數器連接電路如下時計數電路的連接如下3.2 元器件的選擇 邏輯器件選擇：雙十進制同步計數器cc4518 四2輸入與非門cc4011 六反相器 74hc043.3譯碼顯示電路 “時”“分”“秒” 計數器的書輸出信號，需要經過譯碼顯示電路。所用的數碼管為共陰數碼管，所以兩個com端都接地。為防止電流過大了加幾百歐的限流電阻。譯碼顯示電路如下3.4校時電路當重新接通電源或走時出現誤差使得多功能電子時鐘指示數值同實際時間不相符時，應予校準。通常校正時間的方法是：首先階段正常的計數通路

16、，然后再進行人工觸發計數或將頻率較高的方波信號加到需要校正的計數單元輸入端，校正好后，再轉入正常計數狀態即可。第四章 電子時鐘的調試與功能組裝電子鐘，注意，器件管腳的連接一定要準確，“懸空端”、“清0端”、“置1端”要正確處理，調試步驟和方法如下：（1）可以先將系統劃分為振蕩器、計數器、分頻器、譯碼顯示等部分，對它們分別進行設計與調試。（2）各部件設計安裝完畢后，用示波器觀察石英晶體振蕩器的輸出頻率（3）將晶振輸出的脈沖信號送入分頻器，用示波器觀察分頻器的輸出頻率是否達到設計要求。（4）將頻率為1hz的標準秒脈沖信號分別送入秒計數器。如果出現問題，就要仔細檢查電路看是哪出現了問題。這個過程一定

17、要仔細，不能急。步步為營，一個模塊一個模塊的排查。當檢查沒有錯誤時，這個電子時鐘也就做好了。我們這一組做的電子時鐘實現的功能是： 1、能準確計時，以數字形式顯示時、分、秒的時間。2、能夠準確校時校分。第五章 設計總結通過本次實驗對數電知識有了更深入的了解，將其運用到了實際中來，明白 了學習電子技術基礎的意義，也達到了其培養的目的。在實驗中，我也遇到了很多挫折，不過我都和同伴一一克服了，大家齊心協力解決了問題，使我明白了和 他人共同合作的重要性。在以后的道路上我們也必須深刻認識到團隊合作的精 神，投入今后的發展之中。 在進行電路連接的時候，在確保一切都連接無誤之后，時鐘顯示還是有問 題，經過老師的指導不斷改正，還是出現這樣、那樣的問題，不過我們都堅持了 下來，仔細測試電路，才明白原來應該這樣連接。尤其是時電路達到 24 要清零 的時候，個位清零時鐘不是那么容易，后來請教了老師才明白需要經過一個與門電路，頓時茅塞頓開。成功就是在不斷摸索中前進實現的，遇到問題我們不能灰心、煩躁，甚至放 棄，而要靜下心來仔細思考，分部檢查，找出最終的原因進行改正，這樣才會有 進步，才會一步步向自己的目標靠近，才會取得自己所要追求的成功。參考文獻：1康華光 電子技術基礎 數字部分(第五版)。北京：